KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 84 - 2024
43
NGHIÊN CỨU DỰ BÁO CHIỀU DÀI XÂM NHẬP MẶN
TRÊN NHÁNH SÔNG CỔ CHIÊN VÀ SÔNG HẬU
BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HỒI QUY
Nguyễn Văn Hoạt, Nguyễn Thanh Hải, Phạm Văn Giáp,
Đào Việt Hưng, Phạm Ngọc Hải, Dương Thị Thùy Dung
Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam
m tắt: Nghiên cứu xâm nhập mn nói chung và dự báo xâm nhập mặn nói riêng đóng vai trò
quan trọng đối với sản xut vàn sinh vùng Đồng bngng Cửu Long (ĐBSCL). Nghiên cứu này
tập trung vào dự báo mặn cho tnh Vĩnh Long, s dụng các s liệu quan trắc mặn, ng chảy và thủy
triều để phânch, dự báo chiều i xâm nhp mặn lớn nhất trênng Cổ Chn ng Hậu. Bằng
phương pháp hi quy lập các công thức nh do chiều i xâm nhập mặn lớn nhất ơng ứng với
tun triều cao trong tháng (1 tháng có 2 tuần triều cao), việc nh toán dự o được thc hin t
tháng 1 đến tháng 5. Kết quđánh giá số liệu thực đo và số liệu dự báo cho thấy kết quả tính toán
các chui số liệu có hệ số tương quan từ 0,5 0,9 cho tất cả c đợt triều cao nh toán. Rng c
m đi din 2020 2021, kết quả có h stương quan t 0,7 0,9.
Từ khóa: Đồng bằng ng Cửu Long, xâm nhập mặn, nguồn ớc, phân tích hồi quy, chiều dài
xâm nhập mặn lớn nhất, năm đại diện.
Summary: Research on saltwater intrusion in general and saltwater intrusion forecasting in
particular plays an important role in production and livelihoods within the Mekong Delta. This study
focuses on saltwater intrusion prediction in Vinh Long province, using salinity, flow and tide
monitoring data to analyze and forecast the maximum length of saltwater intrusion on the Co Chien
and Hau rivers. By using the regression method, formulas have been established to predict the
maximum length of saltwater intrusion corresponding to the high tidal week of the month (2 high
tidal weeks per month), the forecast calculation is carried out from January to May. The result of
assessing actual measured data against the forecasted reveals correlation coefficients ranging from
0.5 to 0.9 for the data series of calculating high tidal phases. Particularly, the representative years
2020 and 2021 were selected to present results with correlation coefficients from 0.7 - 0.9.
Keywords: Mekong Delta, saltwater intrusion, water source, regression anaylisic, maximum
length of salt intrusion, representative year.
1. GIỚI THIỆU *
nh Long là một tỉnh nm ng giữa của
ĐBSCL, gia sông C Chiên sông Hậu,
chu ảnh hưởng của chế độ ng chảy sông
Công thủy triu bin Đông. Tỉnh Vĩnh
Long tuy điều kin t nhiên v nguồn
c tương đối thuận lợi so với c tnh
khác vùng ven bin nhưng nhng đợt hạn
mặn bất tng ng đã gây thiệt hi nặng
Ngày nhận bài: 02/5/2024
Ngày thông qua phản biện: 29/5/2024
Ngày duyệt đăng: 05/6/2024
nề do mặn đến sm và đmn cao hơn bình
tng, điển hình n đã xy ra trong các
m 2016 2020.
Chẳng hạn, trong các ngày từ 05 ÷ 10/02/2016
độ mặn lớn nhất đo được tại Nàng Âm (trên
sông Cổ Chiên, cách biển khoảng 54 km)
8,8 g/l, ranh giới mặn 4,0 g/l đã vượt qua vàm
Măng Thít (trên sông Cổ Chiên, cách biển
khoảng 65 km). Mặn gây thiệt hại cho 03
huyện Vũng Liêm, Trà Ôn, Mang Thít với
tổng diện tích 23.179 ha (gồm lúa, màu, cây ăn
trái), mặn còn ảnh hưởng đến việc cấp nước
sinh hoạt của 18.000 hộ dân [1].
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 84 - 2024
44
Năm 2020 độ mặn lớn nhất trên sông Cổ
Chiên tại Vĩnh Long đều lớn hơn độ mặn lớn
nhất năm 2016 từ 0,4 ÷ 2,9 g/l, ranh giới mặn
4,0 g/l trên sông Cổ Chiên đã ảnh hưởng đến
Mỹ Phước huyện Mang Thít (cách biển
khoảng 70 km). Vào những ngày đầu tháng
01/2020 độ mặn lớn nhất đo được tại Nàng
Âm 10,0 g/l. Mặn gây thiệt hại cho 05
huyện Vũng Liêm, Trà Ôn, Tam Bình, Mang
Thít thị Bình Minh với tổng diện tích
17.479 ha (gồm lúa, màu, cây ăn trái), mặn
còn ảnh hưởng đến việc cấp nước sinh hoạt
của 26.000 hộ dân [2].
Mặn ảnh ởng đến tỉnh nh Long đưc
đánh giá trên ng C Chiên và sông Hậu.
Vic nghiên cứu do chiu dài xâm nhp
mặn ln nht theo c cấp đ mn đin hình
ứng với các ngưỡng độ mn 0,5 g/l; 1 g/l; 2
g/l và 4 g/l là rt cần thiết trong bi cảnh
hin nay. Qua ng tác d báo xâm nhập
mặn nhà quản kế hoạch ứng phó để
điu hành sn xuất phc vụ phát triển kinh tế
hội.
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Phạm vi vùng nghiên cứu
Phạm vi vùng nghiên cứu khu vực ảnh
hưởng mặn giữa sông Cổ Chiên sông
Hậu, bao gồm toàn bộ tỉnh Vĩnh Long Trà
Vinh (Hình 1).
Hình 1: Phm v vùng nghiên cu và v trí đo
mn trên sông C Chiên và sông Hu
2.2. Số liệu dùng cho nghiên cứu
Vùng nghiên cứu số liu mặn tại c vị trí
Bến Trại, ơng Mỹ, Cấm n, m Thơm,
Nhuận Phú n, n Thiềng nh Bình trên
ng Cổ Chn; trên sông Hậu có số liu mặn tại
các vị trí T Kha, Bắc Trang, Cầu Quan, Đường
Đức, Bông t, ch Thiện Trà Ôn. Nhìn
chung, lit số liệu đo đủ lớn, liên tục n sử
dụng làm số liệu để nghiên cứu. Ngi ra c số
liu về thủy văn dòng chy : 1) ng chảy
thượng lưu về Đồng bằng lưu ợng trung
nh ngày trên sông Tin ti n Châu và trên
ng Hu tại Châu Đốc, 2) Mực c triu ti
Bến Trại Định An. Đặc tính của các số liệu
nghn cứu được trìnhy trong Bảng 1.
Bảng 1: Số liệu và nguồn số liệu phục vụ cho nghiên cứu
STT
Số liệu
Thời gian
1
Số liệu lưu lượng
Lưu lượng tại Tân Châu và
Châu Đốc
2015 - 2022
Lưu lượng tại Tân Châu và
Châu Đốc
2023 - 2024
2
Mực nước tại cửa sông
Mực nước tại Bến Trại và
Trần Đề
2015 - 2023
Mực nước tại Bến Trại và
Trần Đề
2024
3
Độ mặn
Độ mặn tại các vị trí đo trên
sông Cổ Chiên
2016 - 2023
Độ mặn tại các vị trí đo trên
sông Hậu
2015 - 2023
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 84 - 2024
45
2.3. Phương pháp nghiên cứu trình tự
thực hiện
2.3.1. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong
nghiên cứu này phương pháp phân tích hồi
quy đa biến, sử dụng số liệu mặn tại các vị trí
đo, số liệu lưu lượng tại Tân Châu Châu
Đốc, số liệu mực nước tại Bến Trại Định
An sử dụng phần mềm Excel để phân tích
hồi quy, theo đó hàm tổng quát tính toán chiều
dài xâm nhập mặn lớn nhất ứng với mỗi đợt
triều cao tương ứng với các ngưỡng độ mặn
0,5 g/l; 1 g/l; 2 g/l và 4 g/l theo công thức.
Ls = f (QTC+CĐ, HMax_BT, HMax_TĐ) (1)
Trong đó:
- QTC+CĐ: Tổng lưu lượng trung bình ngày
(m³/s) tại hai trạm Tân Châu Châu Đc
trong đợt triều cao tính toán.
- HMax_BT, HMax_TĐ: Mc c ln nhất ti
Bến Trại Trần đ(m) trong đt triu cao
tính toán.
- Ls: Chiều dài xâm nhập mặn lớn nhất (km)
theo đợt triều cao tính toán ứng với các
ngưỡng độ mặn 0,5 g/l; 1 g/l; 2 g/l và 4 g/l.
Như vậy, với thời gian tính toán 5 tháng,
mỗi tháng 2 đợt triều cao nh toán, mỗi đợt
tính cho 4 cấp giá trị độ mặn, sẽ lập được 40
công thức hồi quy tính chiều dài xâm nhập
mặn lớn nhất cho một nhánh sông.
2.3.2. Trình tự thực hiện
Việc lập công thức hồi nh toán chiều dài xâm
nhập mặn lớn nhất theo đợt ứng với các
ngưỡng độ mặn 0,5 g/l; 1 g/l; 2 g/l 4 g/l
theo trình tự sau:
- Tổng hợp độ mặn theo đợt, xác định giá trị
độ mặn lớn nhất tại các vị trí đo.
- Xác định mực nước lớn nhất theo đợt tại Bến
Trại và Trần Đề.
- Xác định ngày ứng với mực nước lớn nht
theo đợt tại Bến Trại và Trần Đề.
- Xác định lưu lượng Q tổng của lưu lượng
Tân Châu + Châu Đốc, giá trị Q là giá trị trung
bình ngày của 5 đến 7 ngày trước ngày đ
mặn lớn nhất.
- Tính toán chiều dài xâm nhập mặn lớn nhất
theo đợt ứng với các giá trị 0,5 g/l; 1 g/l; 2 g/l
và 4 g/l.
- Lập bảng các biến độc lập, biến phụ thuộc và
lập phương trình hồi quy.
- Tính toán kết quả dự báo và đánh giá kết quả.
Số liệu về độ mặn các năm được tổng hợp theo
đợt để phục vụ phân tích. Kết quả tổng hợp độ
mặn lớn nhất theo đợt cho năm đại diện (chọn
năm 2020) trong liệt số liệu được tổng hợp
trong các Bảng 2 và Bảng 3.
Bảng 2: Độ mn lớn nhất các đợt tại các vị trí đo trên sông Cổ Chiên năm 2020 (đv: g/l)
Tháng
Ngày
Đợt
Bến
Trại
(11)
Hươn
g Mỹ
(29)
Cấm
Sơn
(36)
Vàm
Thơm
(47)
Nhuận
Phú
Tân (54)
Tân
Thiền
g (65)
Vĩnh
Bình
(75)
Tháng 1
1/1 ÷ 14/1
T1_1
25,1
12,8
10,9
8,6
5,9
4,2
1,9
15/1 ÷ 31/1
T1_2
22,4
10,2
8,6
5,3
2,8
1,5
0,2
Tháng 2
1/2 ÷ 14/2
T2_1
27,2
15
12,1
8,4
6,1
3,5
1,1
15/2 ÷ 29/2
T2_2
23,5
10,4
8,5
5,1
2,2
1,1
0,4
Tháng 3
1/3 ÷ 14/3
T3_1
21,4
11,5
9,7
5,7
3,4
1
0,6
15/3 ÷ 31/3
T3_2
21,4
9,8
6,8
3,8
1,8
0,8
0,5
Tháng 4
1/4 ÷ 14/4
T4_1
21
8,8
6
2,7
0,9
0,6
0,5
15/4 ÷ 30/4
T4_2
20
9,2
7,2
3,8
1,5
0,4
0,3
Tháng 5
1/5 ÷ 14/5
T5_1
19,3
10,5
7,7
4,9
2,4
0,4
0,3
15/5 ÷ 31/5
T5_2
15,6
6,8
4,7
2,2
0,8
0,2
0,1
(11): Các số trong ngoặc đơn là khoảng cách đến cửa biển (km)
T1_1, T1_2; T2_1, T2_2; T3_1, T3_2, T4_1, T4_2 và T5_1, T5_2: hiệu đợt đầu, đợt cuối của
tháng 1, 2, 3, 4 và 5.
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 84 - 2024
46
Bảng 3: Độ mn lớn nhất các đợt tại các vị trí đo trên sông Hậu năm 2020 (đv: g/l)
Tháng
Ngày
Đợt
Trà
Kha
(10)
Bắc
Trang
(25)
Cầu
Quan
(31)
Đường
Đức
(45)
Bông
Bót
(49)
Tích
Thiện
(55)
Trà
Ôn
(64)
Tháng 1
1/1 ÷ 14/1
T1_1
21,2
15,8
13
10,5
8,2
6,7
1,4
15/1 ÷ 31/1
T1_2
19,7
13,2
10
7
5,4
2,5
0,3
Tháng 2
1/2 ÷ 14/2
T2_1
25,9
18,6
14,6
11
8,9
7,8
2,2
15/2 ÷ 29/2
T2_2
23
15,1
11,5
6
4,6
2,8
1
Tháng 3
1/3 ÷ 14/3
T3_1
19,1
13,1
10,4
5,9
4,5
3,2
0,6
15/3 ÷ 31/3
T3_2
15,5
10,8
8,4
4,6
3,2
1,7
0,2
Tháng 4
1/4 ÷ 14/4
T4_1
16,4
11,1
8,2
4,5
2,5
1,1
0,2
15/4 ÷ 30/4
T4_2
18,5
10,2
7,6
3,8
2,3
1,2
0,2
Tháng 5
1/5 ÷ 14/5
T5_1
14,8
9,2
6,8
3,5
2,2
1
0,2
15/5 ÷ 31/5
T5_2
10,8
6,4
4,7
1,8
1
0,4
0,2
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Xây dựng công tính hồi quy dự báo
chiều dài xâm nhập mn lớn nhất
3.1.1. Tính toán chiều dài xâm nhập mặn
lớn nhất theo đợt triều cao
Từ số liệu về độ mặn các năm trong liệt số
liệu, nh toán chiều dài xâm nhập mặn lớn
nhất theo đợt ứng với các ngưỡng độ mặn 0,5
g/l; 1 g/l; 2 g/l và 4 g/l. Kết quả tính toán được
thực hiện theo từng đợt ứng với c năm trong
liệt số liệu. Ví dụ tính toán cho đợt đầu tháng 1
đợt cuối tháng 1 trên sông Cổ Chiên được
tổng hợp trong các Bảng 4 và Bảng 5.
Bảng 4: Chiều dài xâm nhập mn lớn nhất theo các ngưng độ mn
trên sông Cổ Chiên đợt đầu tháng 1
TT
Đợt 1_1
LMax ứng với các ngưng độ mn (km)
0,5 g/l
1 g/l
2 g/l
4 g/l
1
T1_1_2016
80
73,5
65,8
51,2
2
T1_1_2017
72,1
65
55
42,1
3
T1_1_2018
51,7
42,9
34,3
28,5
4
T1_1_2019
73,6
66,4
49,8
41,9
5
T1_1_2020
83,8
80,6
74,6
65,9
6
T1_1_2021
53,7
51,9
48,4
37,7
7
T1_1_2022
49,8
45,1
38,6
28
8
T1_1_2023
51,5
48,3
42,1
32,8
Bảng 5: Chiều dài xâm nhập mn lớn nhất theo các ngưng độ mn
trên sông Cổ Chiên đợt cuối tháng 1
TT
Đợt 1_2
LMax ứng với các ngưng độ mn (km)
0,5 g/l
1 g/l
2 g/l
4 g/l
1
T1_2_2016
65
51,7
44,9
38,1
2
T1_2_2017
62,8
53,2
45,4
29,7
3
T1_2_2018
56,2
48,4
31,8
26,5
4
T1_2_2019
67
61,3
53,2
45,5
5
T1_2_2020
72,7
68,8
60,8
50,6
6
T1_2_2021
72
67
58,2
48,8
7
T1_2_2022
52,1
48,9
42,9
32,9
8
T1_2_2023
58,7
52,8
47
35,7
KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 84 - 2024
47
Các bảng tương tự như Bảng 4 và Bảng 5 được
lập cho các đợt đầu cuối của tháng 2, 3, 4
và 5.
3.1.2. Lập bảng số liệu phân tích hồi quy
Từ các số liệu về lưu lượng (QTC+CĐ), mực
nước (HMax_BT HMax_TĐ) giá trị chiều dài
xâm nhập mặn lớn nhất theo đợt trong các
Bảng 4 Bảng 5, lập các bảng số liệu để
phân tích hồi quy đa biến với hàm mục tiêu
chiều dài xâm nhập mặn lớn nhất dự báo ứng
với các ngưỡng độ mặn 0,5 g/l; 1 g/l; 2 g/l và 4
g/l, các biến độc lập lưu lượng (QTC+CĐ)
mực nước (HMax_BT HMax_TĐ). Số liệu phân
tích hồi quy chiều dài xâm nhập mặn lớn nhất
dự báo của đợt đầu đợt cuối tháng 1 được
trình bày trong Bảng 6 và Bảng 7.
Bảng 6: Bảng số liệu phân tích hồi quy chiều dài xâm nhập mn lớn nhất
trên sông Cổ Chiên đợt đầu tháng 1
Đợt
QTC+CĐ
HBT_Max
HTĐ_Max
LMax_0,5
LMax_1
LMax_2
LMax_4
T1_1_2016
4441
1,35
1,84
80
73,5
65,8
51,2
T1_1_2017
8808
1,57
2,01
72,1
65
55
42,1
T1_1_2018
9935
1,7
2,1
51,7
42,9
34,3
28,5
T1_1_2019
8532
1,49
1,72
73,6
66,4
49,8
41,9
T1_1_2020
3749
1,56
2,01
83,8
80,6
83,3
65,9
T1_1_2021
8109
1,81
2,14
53,7
51,9
48,4
37,7
T1_1_2022
8871
1,8
2,13
49,8
45,1
38,6
28
T1_1_2023
10477
1,49
1,82
51,5
48,3
42,1
32,8
Ghi chú Bảng 6: QTC+CĐ tổng lưu lượng tại Tân Châu Châu Đốc đợt đầu tháng 1; HBT_Max
mực nước lớn nhất tại Bến Trại đợt đầu tháng 1; HTĐ_Max mực nước lớn nhất tại Trần Đ
đợt đầu tháng 1; LMax_0,5, LMax_1, LMax_2, LMax_4 lần lượt chiều dài xâm nhập mặn lớn nhất ứng
với các ngưỡng độ mặn 0,5 g/l; 1 g/l; 2 g/l và 4 g/l đợt đầu tháng 1
Bảng 7: Bảng số liệu phân tích hồi quy chiều dài xâm nhập mn lớn nhất
trên sông Cổ Chiên đợt cuối tháng 1
Đợt
QTC+CĐ
HBT_Max
HTĐ_Max
LMax_0,5
LMax_1
LMax_2
LMax_4
T1_2_2016
3650
1,62
1,96
65
51,7
44,9
38,1
T1_2_2017
8625
1,54
1,96
62,8
53,2
45,4
29,7
T1_2_2018
7620
1,61
1,99
56,2
48,4
31,8
26,5
T1_2_2019
6783
1,78
2,17
67
61,3
53,2
45,5
T1_2_2020
3886
1,43
1,85
72,7
68,8
60,8
50,6
T1_2_2021
4960
1,62
2
72
67
58,2
48,8
T1_2_2022
6276
1,53
1,9
52,1
48,9
42,9
32,9
T1_2_2023
5305
2,04
2,35
58,7
52,8
47
35,7
Các bảng ơng tự n Bảng 6 Bảng 7 được
lp cho c đợt đầu và cuối của tng 2, 3, 4 và 5.
3.1.3. Công thức tính hồi quy
Từ số liệu các Bảng 6 Bảng 7 bằng
phương pháp hồi quy xác định được các công
thức hồi quy tính toán chiều dài xâm nhập mặn
theo đợt ứng với các ngưỡng độ mặn 0,5 g/l; 1
g/l; 2 g/l và 4 g/l cho tháng 1 như sau:
LMax_0,5_11 = 161,8 0,004*QTC+CĐ 24,7*HBT_Max 13,6*HTĐ_Max (2)
LMax_0,5_12 = -62,9 0,004*QTC+CĐ 230,6*HBT_Max + 261,6*HTĐ_Max (3)
LMax_1_11 = 154,9 0,0045*QTC+CĐ 9,6*HBT_Max 22,9*HTĐ_Max (4)